Устройство прекращения асинхронного хода

 

(19) R (11) (51) 5 Н02ЛЗ 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4935S80/07 (22) 15.0591 (46) 30.1093 Бюл. Йд 39-40 (71) Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения; Проекпю-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) Розенблюм ФМ; Любарский ДР„Брухис ГЛ„.

Биркжова СА; Плещенко И.И„Салова В.Г. (73) Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения; Проектно-изыскательский и иву но-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (54) УСТРОЙСТВО ПРЕКРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА (57) Использование: в электротехнике, в устройствах противоаварийной автоматики для прекращения асинхронного хода (АПАХ), Сущность: устройство содержит блоки моделирования напряжения удалееюго конца линии, блок измерения разности фаз, блок измерения скольжения, реагирующие органы напряжения, блок логики с органами выдержки времени, контролирующими длительность цикла аоехроннвго хода, блокировку при коротких замыканиях, инерционный усилитель, два реагирующих органа напряжения с регулируемой установкой срабатывания и разной полярностью напряжения срабатывания, элемент ИЛИ, счетчики циклов ускорения и торможения С увеличением скольжения выходной сигнал блока измерения разности фаз изменяется от+ Ч до- V при измереВЫМВЗКС о ВЫХМЕ(с нйи угла о от -160 до 180 и наоборот. Выходя ной сигнал усилителя в эти моменты будет соответствовать исходному значению угла 8, а вы-, 1а ходной сигнал блока измерения разности @аз уже изменит свою полярность и значение от + V

ВЬЮ(.МЖЯ до — Ч.. Реагирующие органы с установкои юыифакс срабатывания, прерывающей + Ч, будут точеыкмакс но фиксировать момент наступления асинхронного режима по моменту прохождения угла 6 через тв значения+180 или -180О и, соответственно, переключать счетчики, которые через блок логики воздействуют на цепи срабатывания второй и третьей ступеней АПАХ. Это обеспечивает селективное срабатывание устройства чему способствует то, что время измерения угла б не превышает

12 одного периода частоты сети 1 ил.

2002352

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам противоаварийной автоматики энергосистем, и предназначено для использования в качестве устройства автоматики прекращения асинхронного хода {АПАХ).

В практике противоаварийной автоматики широко применяются устройства АПАХ с тремя направленными реле сопротивления, имеющими круговую или эллиптическую характеристику с регулируемым смещением и углом максимальной чувствительности и одно максимальное реле мощности с регулируемым углом максимальной чувствительности, Эти реле совместно с соответствующей логической схемой обеспеч ива ют выявление и ликвидацию асинхронного хода.

Основным недостатком данного устройсТВВ является недостаточная селективность при большом скольжении (ориентировочно

3-5 Гц) — узел контроля периода АХ может отказать.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство АПАХ, содержащее два устройства моделирования вектора напряжения в обе стороны от места установки устройства до расчетных точек сети, блок угла, блок логики и выходных реле, а также блокировку при коротких замыканиях и неисправностях в цепях напряжения, Однакс действие устройства ограничивается небольшими скольжениями. B услоà iAx эксплуатации энергосистем возможен асинхронный режим в широком диапазоне скольжений (от 0,1 до 10 Гц/с).

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей АПАХ за счет повышения селективности работы в широком диапазоне возможных скольжений, Цель достигается тем, что в устройство прекращения асинхронного хода, содержащее блоки моделирования вектора напряжения удаленного конца линии или приемника сигналов телепередачи вектора напряжения, блок измерения разности фаз и блок скольжения с аналоговыми сигналами на выходе, реагирующие органы напряжения, включенные на входы блоков разности фаз и скольжения для фиксации выхода режима за пределы граничной фазовой траектории на первом провороте векторов напряжения, блок логики с органами выдержки времени, контролирующими длительность цикла асинхронного хода, формирующий сигналы на ресинхронизацию тремя ступенями при ускорении и при тор. можении расхождения векторов ЗДС двух частей энергосистемы, блокировку при коротких замыканиях и неисправности цепей напряжения, подключенную выходом к входу блока логики, выходы реагирующих органов напряжения подключены к блоку логики и воздействуют на первую ступень ресинхронизации, дополнительно введены инерционный усилитель, два реагирующих органа напряжения с регулируемой уставкой срабатывания и разной полярностью напряжения срабатывания, логический элемент ИЛИ, счетчик циклов ускорения и счетчик циклов торможения вектора напряжения, причем вход инерционного усилителя соединен с выходом блока разности фаз, их выходы соединены соответственно с входами двух дополнительных реагирующих органов напряжения, при этом выход одного дополнительного реагирующего органа напряжения подключен к счетчику циклов ускорения вектора напряжения, выход второго дополнительного реагирующего органа напряжения подключен к счетчику циклов фиксации торможения вектора напряжения, выходы обоих счетчиков циклов подключены к блоку логики, а входы сброса счетчиков циклов соединены через логический элемент ИЛИ с выходами контроля длительности цикла блока логики, сигнал на котором появляется при превышении длительности цикла асинхронного хода уставки, и с выходом срабатывания второй ступени ресинхронизации, Сущность изобретения заключается в

Т0М, что с увеличением скольжения выходной сигнал блока разности фаз с пределами измерения угла д1г от -180 до +180 в моменты, кратные прохождению сигнала через значение+180, изменяется от 0оых.м.-кс. до 0Бых.макс. и наоборот, Выходной сигнал инерционного усилителя в эти моменты будет сохранять значение нап ряжения, соответствующее исходному значению угла д1р, а выходной

1 сигнал блока разности фаз уже изменит свою полярность и значение от 0оых.макс. до

-0 . >Kñ. Следовательно, быстродействующие дополнительные реагирующие органы с уставкой срабатывания, превышающей

="0вых.ма . блока разности фаз, будут точно фиксировать момент наступления асинхронного режима по моменту прохождения угла дд через значения +180 или -180О и, соответственно, переключать счетчики циклов фиксации ускорения или торможения, выходы которых воздействуют на логические цепи срабатывания второй и третьей ступеней АПАХ, а следовательно, обеспечат селективное срабатывание устройства с

2002352 действием на прекращение асинхронного режима. Этому способствует то, что собственное время измерения угла блока разности фаз не превышает одного периода частоты сети.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства прекращения асинхронного хода; на фиг, 2 — выходной сигнал блока разности фаз для режима установившегося асинхронного хода; на фиг,3 — граничная фазовая траектория на первом провороте векторов напряжения, Блок-схема устройства прекращения асинхронного хода (фиг.1) содержит блоки

1, 2 моделирования вектора напряжения удаленного конца линии или приемники сигналов телепередачи вектора напряжения, блок 3 измерения разности фаз с аналоговым сигналом на выходе, блок 4 скольжения с аналоговым сигналом на выходе, реагирующие органы 5-10 напряжения, предназначенные для фиксации выхода ре>кима за пределы граничной фазовой траектории на первом провороте вектора напряжения, блок 11 логики с органами выдержки времени, контролирующими длительность цикла асинхронного хода, формирующий сигналы на ресинхронизацию тремя ступанями при ускорении и при тормож нии расхождения век оров в ЭДС двух частей энергосистемы, блокировку12 при коротких замыканиях и неиспраьности цепей напря>KpHvIR, инерционны." усилитель 13, допо 1нитальные реагирующие органы 14. 15 напрлжанил с рагулируемой уставкой срабатывания и разной полярностью напрл>кения срабатывания, логический элемент

ИЛИ 16, счетчикv. 17. 18 циклов фиксации ускорапил и торможения вектора напрлжаНИЯ СООТDGTCTBPHHO. устройство прекращения асинхроннсго хода выполнено следующим образом. Hblxoды блоков 1, 2 моделирования соединены с входами блока 3 разности фаз и блока 4 скольженил, выход блока 3 разности фаз соединен с входом инерционного усилителя

13 и с первыми входами реагирующих органов 14. 15, 5- 10 напрл>кения, выход инерционного усилителя 13 соединен с вторыми входами реагирующих органсв 14, 15 напряжения, выходы блока 4 скольжения соединены с вторыми входами реагирующих органов 5-10 напряжения, а выходы последних соединены с блоком 11 логики, выход дополнительного реагирующего органа 14 напряжения соединен с входом счетчика 17 циклов фиксации ускорения вектора напряжения. а выход дополнительного реагирующего органа 15 напряжения соединен с входом счетчика 18 циклов фиксации тормо5

55 жения вектора напряжени";, зыходы счетчиков 17, 18 циклов подключены к блоку 11 логики. входы сброса счетчика 17, 18 цикла соединены с выходом элемента ИЛИ 16, входы которого соединены с выходами контроля длительности цикла блока 11 логики и с выходом срабатывания второй ступени блока 11 логики на ресинхронизацию.

Сигналы, соответствующие вектору напряжения удаленных частей энергосистемы, могут быть получены либо при помощи блоков 1, 2 моделирования или с помощью соответствующих устройств телепередачи фазы напряжения удаленной части энергосистемы. Выходное напряжение данных блоков поступает на входы блока 3 измерения разности фаэ и блока 4 скольжения, в качестве которых, в частности, использованы известные устройства.

Для исполнения блока разности фаз на диапазоны углов между векторами входных напряжений от -180 до +180 его выходной сигнал изменяется от -UBblx. MBKc. = -10 В до

0 вых.макс. = 10 В в соответствии с характеристикой, приведенной на фиг.2 для режима установившегося асинхронного хода. Факт нарехода контролируемого угла через значения -180 и +180 всегда характеризуется одинаковыми перепадами напряжения GT

11вв, макс, до "UBblx. M2Kc. при ускорении рас— хождения векторов ЭДС двух частей энергосистемы, или 01 "1вых.макс. до 0вых.макс при тсрможении оасхождения векторов ЭДС двух частей энергосистемы, При включении инерционного усилителя 13 на выход блока 3 разности фаэ в моменты пеоехода углов через 180 выходной сигнал усилителл 13 сохраняет полярность инвертированного выходного сигнала блока

3 до перехода угла через 180О, тогда как выходной сигнал блока 3 разности фаэ уже изменил свою полярность при угле 180О.

Следовательно, на входах реагирующих органов 14 и 15, куда подана разность выходных сигналов блока 3 (U Д) и блока 13 (U Д ), при переходе угла через 180 будет результирующий сигнал, превышающий максимальное значение сигнала блока 3

Upo = 0 Д - U Д > 0вых.макс.

При настройке порога срабатывания органа 14 на положительное значение напряжения

Ucp.14. 1,11-1вых.макс, данный орган будет четко фиксировать ускорение векторов ЭДС в момент перехода угла д через 180 .

При настройке порога срабатывания органа 15 на отрицательное значение напряжения

2002352

- cp. 1В 1, 1 1«вмх.«лакс д;:íèûé орган оудет фиксировать торможе1!ие 5!екторов в ДС в ."40!4ент перехода Гла б через - 180 . П!Оэтому счетчики 17, 18 циклов, включенные на выход реагирующих органов 14, 15 напрл>кения. будут соответственно фиксировать число циклов ускоppния или торможения пр!л асинхронном ходе и управлять схемой блока 11 логики срабатывания второй и третьей ступеней устройства, а через ступени блока 11 логики формируются сигналы на ресинхронизацию как при ускорении, так и торможении ЭДС (11, lll н а фиr. 1), Блок 11 логики осуществляет контроль длительности цикла асинхронного хода, K0нтрОль задаHнОГО числа циклОВ для Второй и третьей ступеней и осуществляет через схему 1л!ЛИ 1 б сброс на "0 " счетчиков i 7, 18 циклов в случае, если длительность цикла асинхронного хода превышае- выдержку

Вре >ени уставки на сраба;ывание, а также при ср;тбагывании второй ступени ресинхронизации. При этом блок 11 логики разрешает счет циклов третьей ступени АПАХ только через зад«энное времл после срабать1ванил второй ступени, Реагиру!Ощ!!е органы 5-10 !.ало>1>кения, !.:.кп!о Híûç:-!а вь!ход бло!.Ов ра;;! Ос-,и Фаз и скол„>ælål:.ил -„позволя!Гт моделиров".: ü

Г р а г! и ч и > !0 ф а 3 0 ву 10 т l j а е кто р!л ю (;i> и Г. 3) и! фи!(СИРОВаТВ ВЫХОД Режима ?а и РЕДЕлb! Г!jа ничной ф"-:;з-о к л траектории !!а первом ппозороте век оров напрл>кенvя, Поэтом,„ д: нн=-;е рва!!лру!Ощие органы напряжения использ у !Г)т, Я длл ф)!лкса ц!ли срабатыван иЯ

П пвоi Стунв! и -<П z !Л 00óùÅÃò Г ЛЛ 0.«up ðîý

QJ., 0ê 1 1! логик,л все необходимь,е Воздейств!1Я до начала асинхронно! о хода.

БЛОкировка >icT p0!1cTI3c Г1 ри коро Гк!1х замыканиях и неисправностях в цепях напря>кения выполняется аналогично прототипу и запрещает срабатывание блока 11 логики при коротком замыкании 10 факту полвленил напряжения обратной последовательности.

В связи с тем, что время измерения угла д12 при помощи блока 3 разности фаз не провьш1;GT Одного периода частоты сети (0,02 с), фиксация наступления режима асинхронного хода по выходу режимной точки за пределы граничной фазовой траектории., т,е. за пределы углов +180 и -180 (фиг,2 и 3) с помощью блока 3, инерционного

5 усилителя 13 и дополнительных реагирующих органов 14 и 15, позволяет четко фиксировать факт перехода контоолируемого угла через+180 и -180 одинаковыми перепадао о ми напряжения срабатывания органов 14, 10 15, ПРЕВЫШаЮЩИМИ Ов1,!х.иакс. ДЛЯ бЛОКа разности фаз в широком диапазоне скольжений. При этом время срабать!Вания органов 14 и 15 должно оыть не более 0,005 с, К органам 5-10 напряженил не предьяв15 ляютсл требования такого быстродействия.

Их характеристики, полученные на основе аппроксимации граничной фазовой траектории длл двухмашинной схемы замещения энергосистемы, приведены на фиг,3, где;

20 характеристики 1 и 4 аппроксимируются реле скольжснил

S Бср и S - Бср соответственно; характеристики 2 vi 5 аппроксимируютcЯ комбинированными органами угла и

25 сколь>кения 1 Г1+ 1 2 S Оср.1

1 3 с>" 1 4 8 - с>ср.2, характеристики 3 и б аппроксимиру!Отся органами угла

30 с «дсрз, х

О .= счср,4

Од!!ако асинхронный ход выявляется B ! ломенты перехода углов через значенил i B0 l/! -180, чс

Четкая фиксация момента наступления асинхронного хода позволлет повысить сел= ктивность работы устройства по сравнению с применяемыми B настоягцее врсмя уСтрОйС; Вами АПАХ. ,л р (56) Гоник Я,F;, Игпицкий Е.С. Автоматика ликвидации асинхронного режима, M., Энергоатомиздат, 1988, Гоник Я,Е., Иглицкий Е.С. Автоматика ликвидации асинхронного режима. M., Энергоатомиздат, 1988, с. 40-58, Гоник Я.E., Иглицкий 1=,С. Автоматика пиквик!аци!л асинхронного режима. M., Энергоатомиздат, 1988, с, 99-109, 50

2002352 и

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПРЕКРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА, содержащее блоки моделирования вектора напряжения удаленного конца линии или приемники сигналов телепередачи вектора напряжения, блок измерения разности фаз и блок скольжения с аналоговыми сигналами на выходе, реагирующие органы напряжения, включенные на выходы блоков разности фаз и скольжения для фиксации выхода режима за пределы граничной фазовой траектории на первом провороте векторов напряжения, блок логики с органами выдержки времени, контролирующими длительность цикла асинхронного хода, формирующий сигналы на ресинхронизацию тремя ступенями при ускорении и при торможении расхождения векторов ЭДС двух частей энергосистемы, блокировку при коротких замыканиях и неисправности цепей напряжения, подключенную выходом к входу блока логики, выходы реагирующих органов напряжения подключены к блоку логики и воздействуют на первую ступень ресинхронизации, отличающееся тем, что дополнительно введены инерционный усилитель, два реагирующих органа напряжения с регулируемой уставкой срабатывания и разной полярностью напряжения срабатывания, логический элемент ИЛИ, счетчик циклов .ускорения и счетчик циклов торможения вектора напряжения, причем вход инерционного усилителя соединен с выходом блока разности

10 фаэ, их выходы соединены соответственно с входами двух дополнительных реагирующих органов напряжения, при этом выход одного дополнительного реагирующего органа напряжения подключен к

15 счетчику циклов ускорения вектора напряжения, выход другого дополнительного реагирующего органа напряжения подключен к счетчику циклов фиксации торможения вектора напряжения, выходы

20 обоих счетчиков циклов подключен к блоку логики, а входы сброса счетчиков циклов соединены через логический элемент ИЛИ с выходами контроля длительности цикла блока логики, сигнал на котором появляет25 ся при превышении длительности цикла асинхронного хода уставки, и с выходом срабатывания второй ступени ресинхронизации.

2002352

46ие Э

Составитель Ф. Розенблюм

Редактор Т. Лошкарева Техред М.Моргентал . Корректор М. Самборская

Заказ 3176

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Тираж Подписное

HllO "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

Аг, jh_#_d